O IAC descobre uma nova super-Terra em um sistema planetário próximo.

Uma equipe científica internacional liderada pelo Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) identificou uma nova super-Terra orbitando a estrela HD 176986, uma anã do tipo K localizada a cerca de 91 anos-luz de distância. A descoberta, publicada na revista Astronomy and Astrophysics, eleva para três o número de planetas conhecidos neste sistema e confirma a importância de campanhas de observação de longo prazo para a detecção de pequenos mundos com órbitas amplas.

Recriação artística do sistema planetário HD 176986. Crédito: Gabriel Pérez Díaz (IAC)

A campanha de observação de HD 176986, uma estrela anã laranja ou estrela do tipo K, ligeiramente menor que o Sol e localizada a cerca de 91 anos-luz de distância, destacou a importância do monitoramento a longo prazo desse tipo de objeto. Sabe-se que essa estrela abriga planetas desde 2018, quando uma análise científica liderada por Alejandro Suárez Mascareño, pesquisador do Instituto de Astrofísica das Canárias e coautor do novo estudo, descobriu dois planetas orbitando-a com períodos de 6,5 e 16,8 dias, denominados HD 176986 b e HD 176986 c, respectivamente.

“Continuamos a observar a estrela durante anos com instrumentos de ponta, e foi gratificante quando o sinal de um terceiro planeta surgiu depois de reunirmos todas as observações”, afirma Nicola Nari , primeira autora do estudo recentemente publicado na revista Astronomy and Astrophysics e atual doutoranda no IAC com uma bolsa financiada pela Light Bridges SL .

Um sistema planetário que continua a revelar surpresas.

O novo planeta, HD176986 d, tem uma massa mínima de 6,8 vezes a da Terra. Essa massa situa-se entre as massas dos outros dois planetas do sistema: o planeta mais próximo da estrela, com uma massa mínima de cinco vezes a da Terra, e o planeta em uma órbita de 16,8 dias, que tem uma massa de cerca de dez vezes a massa do nosso planeta.

O planeta HD176986 d completa uma revolução em torno de sua estrela a cada 61,4 dias, seguindo uma órbita mais ampla do que a dos planetas internos. Devido à sua massa, é classificado como uma super-Terra, um tipo de planeta mais massivo que a Terra, mas consideravelmente menor que os gigantes gasosos.

Conhecemos apenas uma dúzia de planetas com períodos orbitais superiores a 50 dias e massas inferiores a sete vezes a da Terra. Esses tipos de mundos são particularmente difíceis de detectar. A principal razão é que planetas pequenos, distantes de suas estrelas, produzem sinais muito fracos, exigindo um grande número de observações e monitoramento prolongado para serem identificados com segurança, como foi o caso de HD 176986 d.

“Não existem muitas super-Terras detectadas orbitando anãs K com períodos orbitais superiores a 50 dias; apenas levantamentos de longo prazo dedicados conseguem resolver suas órbitas amplas e sinais de baixa amplitude”, afirma  Alejandro Suarez Mascareño , segundo autor do artigo e pesquisador do IAC. “Continuamos observando o alvo e, no final, o sinal apareceu”, acrescenta  Jonay I. Gonzalez Hernandez , chefe de pesquisa do IAC e coautor deste trabalho.

Tecnologia e observações para detecção de sinais fracos

Uma das tarefas mais complexas na detecção de um novo planeta é determinar se o sinal encontrado nos dados tem natureza planetária ou se está relacionado à atividade estelar. “Realizamos diferentes testes para excluir uma origem relacionada à atividade estelar. O planeta passou em todos eles”, explica Atanas K. Stefanov , doutorando do IAC e coautor do artigo.

A detecção também foi facilitada pelo uso de técnicas inovadoras que permitem refinar os espectros — os dados de luz da estrela — e separar melhor os efeitos da atividade estelar e possíveis imperfeições do instrumento. Esse avanço foi possível graças à ferramenta de análise YARARA. “O YARARA corrige fontes de ruído que podem imitar ou ocultar um sinal planetário e invalidar a pesquisa de sinais mais fracos”, afirma  Michael Cretignier , pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Oxford , desenvolvedor do YARARA e coautor do trabalho. “O sinal ainda estava presente após a correção do YARARA, o que reforçou a confiança na detecção”, comenta  Xavier Dumusque , professor assistente da Universidade de Genebra e coautor deste trabalho.

O planeta foi descoberto pelo método da velocidade radial (VR), que mede o movimento da estrela induzido pela atração gravitacional dos planetas que orbitam ao seu redor. Mais de 350 noites de observações foram coletadas com os espectrógrafos HARPS, ESPRESSO e HARPS-N. O HARPS e o ESPRESSO estão instalados no Chile, no telescópio de 3,6 m do Observatório de La Silla e no telescópio do VLT do Observatório de Paranal , respectivamente, enquanto o HARPS-N está instalado no Telescópio Nacional Galileo, no Observatório Roque de los Muchachos, em La Palma. “Nossas instalações de observação em La Palma provaram ser fundamentais para novas descobertas científicas mais uma vez”, afirma Rafael Rebolo Lopez , pesquisador do IAC e coautor deste artigo.

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